2014年11月13日，歐空局彗星探測器“羅塞塔”分離的“菲萊”著陸器成功地登陸彗星“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”。這是人造探測器首次登陸到一顆彗星上。那麼，彗星是什麼呢？

　　仰望晴朗的夜空，星星都是些亮晶晶的光點。可是有時候，這當然是十分難得的，夜空裡突然闖來一位形狀奇異的生客：明亮而有點毛鬆鬆的頭，長長而略有點散開的尾部，像一把掃帚。這就是彗星，通常被稱作“掃帚星”。

　　相當一部分彗星不停地環繞太陽沿著扁長的橢圓軌道執行，這種彗星叫“週期彗星”，每隔一定時期，它們執行到離太陽和地球比較近的軌道部分，我們就有機會看到它。有的彗星軌道是拋物線或者雙曲線，它們好比是太陽系的“過路客人”，一旦離去，就不知它們跑到哪處“天涯海角”去了。

　　彗星只是一大團冰凍的氣體夾雜著冰粒和塵埃物質。典型的彗星分為彗核、彗發和彗尾三個部分。彗核主要由比較密集的固態物質組成，直徑一般在10千米上下。彗核周圍雲霧狀的就是彗發。彗核和彗發合稱為彗頭，後面長長的尾巴叫彗尾。

　　彗頭的直徑一般在5萬～25萬千米，據記載，彗頭“冠軍”可能要算是1811年出現的一顆大彗星，其彗頭直徑超過180萬千米，比太陽直徑140萬千米還要大。天文學家透過地球大氣外的觀測發現，某些彗星的彗頭最外層還有一層更大的包層——氫雲，有的直徑達1000萬千米！

　　彗星的尾巴不是生來就有的，只是在接近太陽時受到太Sunny的壓力才形成的。彗尾的長度一般都為數百萬到上千萬千米。剛才提到的那顆彗頭“冠軍”，它的彗尾長1.6億千米以上，彗尾的寬度達2000多萬千米。如果我們把這樣一顆彗星看作是個正圓錐形，它的體積就在太陽的2萬倍以上。

　　彗星體積雖大，但“肚”內空空，比太陽大上萬倍的彗星，其質量也許只有太陽的兩千億到兩億億分之一，它們的密度自然是十分小的。

原文連結:http://www.kepuchina.cn/2016zt/100000whys/02/201711/t20171113_256423.shtml

這個問題正好可以和「什麼是小行星？」

https://www.wukong.com/question/6396741620686913794/ 這個問題配合起來看。

如果說小行星的定義是小行星是(1)太陽系內(2)繞著太陽公轉的(3)相對較小的(4)不活躍的(5)巖質天體[1]的話，那麼其實把“不活躍”換成“活躍”就變成彗星了。

按照傳統的“髒雪球”模型，彗星是由一團岩石、塵埃和揮發性物質（主要是水冰）的混合體。因為彗星軌道的偏心率往往比較大（也就是軌道非常扁），所以大部分情況下彗星離太陽都非常遠，這些時候彗星就很不活躍，加上彗星的形狀也非常不規則，所以這些時候除了軌道偏心率之外彗星跟小行星的視覺差別不是很大。

但是，一旦當彗星沿軌道執行到離太陽很近的地方（也就是近日點附近）的時候，揮發性物質因為受熱紛紛開始揮發，就會排出氣體，形成長長的尾巴（也就是彗尾）。在近日點附近有明顯的活躍性（彗尾），是我們判斷一顆小天體是否是彗星的標準。從這個角度來說，很多小天體由於在近日點附近缺乏觀測（比如軌道週期太長、或者在近日點附近太暗），很有可能本身是彗星卻並沒有被人類所識別。

彗星可以按照週期分為長週期彗星和短週期彗星，前者的軌道週期一般在200年以內。短週期彗星主要來自柯伊伯帶，而長週期彗星主要來自奧爾特雲。這部分更詳細的說明可以參考「彗星是從哪兒來的？」https://www.wukong.com/question/6485927960430772493/ 中我的回答。

[1] https://www.nasa.gov/mission_pages/asteroids/overview/fastfacts.html

彗星是星際間物質，也被人們稱為“掃帚星”，古代人們普遍認為彗星是災星，把彗星的出現和人間的戰爭、饑荒、洪水、瘟疫等災難聯絡在一起。中國2 000多年前就有關於彗星的記錄，《春秋》記載，公元前613年，“有星孛入於北斗”，這是世界上公認的關於哈雷彗星最早的確切記錄，比歐洲早600多年。《天文略論》裡寫道：“彗星為怪異之星，有首有尾，俗象其形而名之曰‘掃把星’。”現在，利用望遠鏡我們平均每年可發現10多顆彗星，但肉眼可見的大彗星卻不多見。彗星的樣子很特別，它的主體部分是個球形，即彗核，核外的霧狀包裹層叫做彗發，兩者合稱彗頭。

彗星是個很奇特的天體。歷史上第一個被觀測到的週期性出現的彗星是哈雷彗星。1704年哈雷認識到它是週期性的，週期是76年。歷史記錄表明自從公元前240年開始，它每次透過太陽時都被觀測到了。最近一次是在1986年透過的，哈雷彗星現在已經廣為人知。離太陽很遠時彗星的亮度很低，而且它的光譜單純是反射太Sunny的光譜。當彗星進入離太陽8個天文單位內時，它的亮度開始迅速增長並且光譜急劇地變化。發生這種變化是因為組成彗星的固體物質突然變熱。

從古至今，彗星的故事和傳說很多，人們對這種天體充滿了好奇，但最讓人們不解的是，彗星是如何形成的。這同樣是宇宙留給人類的難題，研究至今，科學家們形成了以下幾種看法：

由奧爾特雲形成。1950年，荷蘭天文學家奧爾特對41顆長週期彗星的原始軌道進行統計後認為，在冥王星軌道外面存在著一個碩大無比的“冰庫”，或者說是一個巨大的“雲團”。這個雲團一直延伸到離太陽約22億千米遠的地方。奧爾特認為太陽系裡所有的彗星都來自這個雲團，因而人們把它稱為彗星雲或奧爾特雲。奧爾特雲離太陽系很遠，那裡大約有1 000億顆彗星。

碰撞後的產物。這個假說認為，太陽系內某兩個天體碰撞或太陽系內天體爆炸後，形成了許多碎片及更多的彗尾物質塵埃，而許多同一軌道的碎片結合到一起就形成了彗核，伴隨的塵粒在接近太陽時就形成了彗頭和彗尾，這種說法比較可信，因此被很多人接受。

來自木星**物。大多數週期彗星的軌道遠日點都在離木星軌道不遠處，由此可推測，彗星很可能是由木星內部向外**一些物質而形成的。彗星的化學成分確實也與木星大氣成分相近，這一點支援了**說。然而，要想**物質，就必須達到60千米／秒的速度，因為只有這樣，才可能使**物擺脫木星引力而飛向太陽系的軌道。但這一速度在木星上很難達到。所以，這個假說需要用更多的證據來證實。

由復仇星發出的。太陽有一顆姐妹星，叫復仇星。復仇星在繞太陽旋轉的軌道上週期性地把致命的彗星釋放到地球上，使地球上揚起迷漫持久的塵埃，環境發生劇變，致使生物從地球上消亡。且每隔2 600萬年，當復仇星離太陽最近時，引力就使彗星從奧爾特雲中飛出，其中一部分便飛到地球大氣層中。

彗星是太陽系中的一種小天體，它們的主要成分為冰凍的水、氨以及甲烷組成，只含有少量的岩石物質，所以這種天體被冠之以“髒雪球”。典型的彗星通常以一個非常扁的橢圓軌道環繞太陽運動，所以有時候它們會運動到距離太陽很近的地方。當它們靠近太陽時，內部的冰就會因為受熱而融化，形成了明亮的特徵。從結構上來看，彗星主要由以下幾部分組成：

（1）彗核。彗核由冰和岩石組成，這是彗星的固體核心。一般而言，彗核的直徑在10-100公里之間。

（2）彗發。當彗星被加熱時，彗核物質就會蒸發形成氣體雲，並圍繞在彗核周圍，這就是彗發。這些氣體通常是水蒸氣、氨氣和二氧化碳的混合物。

（3）彗尾。太陽風會把彗星蒸發出來的氣體和塵埃顆粒吹飛，從而形成長長的尾巴——彗尾，這是彗星最為明顯的部分。

由於彗星每次接近太陽的時候都會因為蒸發而失去大量的物質，使得它們的壽命往往只有幾千或者上萬年。相對於太陽系的年齡來說，彗星的壽命極為短暫。因此，天文學家推測，由於太陽系已經誕生46億年，而彗星至今還存在於太陽系中，那麼，在太陽系的某些地方一定會存在彗星的搖籃，否則它們早就壽終正寢。由於天文學家已經確定了內太陽系中幾乎所有的天體，所以彗星的發源地只可能存在於內太陽系之外。

最終，天文學家發現了彗星的兩個來源地。其中一個來源是距離太陽30至50天文單位的柯伊伯帶，這是一個環繞太陽的扁平圓環。來自這一區域的彗星擁有相對較短的軌道週期，並且環繞太陽運動的軌道與八大行星大致共面。另一個來源是比柯伊伯帶遠得多的奧爾特雲，距離太陽5萬至20萬天文單位，這是一個環繞太陽的球殼區域。來自這裡的彗星擁有比柯伊伯帶彗星長得多的軌道週期，並且它們的軌道平面通常與大八行星的軌道平面形成一個很大的傾角。

目前的理論認為，這可能起因於彗星之間的互相碰撞，或者受到從太陽系附近經過的其他天體的引力攝動。

所謂彗星其實就是由一團岩石、塵埃和揮發性物質（比如水冰）組成的混合物，通俗來說可以理解為一 個“髒雪球”，這個固體部分叫作核。因為彗星軌道的偏心率往往比較大（也就是軌道非常扁），所以大部分情況下彗星離太陽都非常遠，這些時候彗星就只有彗核，遠遠看起來和小行星應該差不多。

因此理論上來說，彗星和小行星的組成成分是有差異的，含有大量冰的彗星總體上會比同等大小的小行星密度低，但問題是對這麼小的小天體（直徑數百米到數十千米），幾乎所有的觀測都是非常粗略的，質量和體積的精確測量都很困難，更別提密度了。所以實際觀測中，我們是很難透過密度來判斷一顆小天體到底是彗星還是小行星。

但彗星的高揮發組成使它有一個重要特徵：當彗星一旦執行到離太陽很近的地方的時候，揮發性物質因為受熱紛紛開始揮發，在短時間內排出大量氣體，結果就會形成稀薄的大氣層（發）和長長的尾巴（尾）。

在近日點附近是否有明顯尾，是我們判斷一顆小天體是否是彗星的主要標準之一。從這個角度來說，很多彗星由於在近日點附近缺乏觀測（比如因為軌道週期太長或者在近日點附近太暗等原因），很有可能被當作小行星或者壓根沒有被觀測到。

在2011年11月27日，澳洲的業餘天文學家特里·洛夫喬伊於發現了一顆彗星，為了獎勵他，這顆克羅伊茲掠日彗星就用了洛夫喬伊的名字來命名。

這種彗星的軌道與太陽非常接近,克羅伊茲掠日彗星最早是用19世紀的德國天文學家海因裡希·Cruze的名字來命名的。根據Cruze的描述,克羅伊茲掠日彗星其實是一顆巨大彗星分解下來的一部分。

就在發現洛夫喬伊彗星後不久,美國國家航空航天局、歐洲宇航局和日本航空研發機構便開始跟蹤這顆彗星的太空軌跡。

彼時,洛夫喬伊彗星正衝向太陽的日冕,絕大部分天文學家都認定,這顆洛夫喬伊彗星一定會遭受到熾烈的燃燒,並且迎接死亡。因為太陽的大氣溫度高達110萬攝氏度,克羅伊茲掠日彗星基本是不可能越過的。但令天文觀測者們吃驚的是,克羅伊茲掠日彗星頑強地越過了太陽大氣,奇蹟般地出現在太陽背面約140012千米的高空處。

克羅伊茲掠日彗星來自於太陽系形成初期，作為一種冰封天體，克羅伊茲掠日彗星記錄著太陽系的原始資訊。

如果我們能在克羅伊茲掠日彗星上發現有機分子,就證明太陽系在最初形成時,就已經具備有機分子了。大部分彗星的軌道都是遠離太陽的,但仍然會有一些彗星的軌道受到引力干擾,繼而進入到太陽系的內側。

科學家們根據克羅伊茲掠日彗星表面溫度在升高後釋放出的氣體和揮發物,準確地推斷出了克羅伊茲掠日彗星上的物質成分。

2015年1月,克羅伊茲掠日彗星在透過近日點的時候,科學家們發現它每秒噴射出20噸的液體。克羅伊茲掠日彗星噴射出的液體裡飽含乙醇成分，這些乙醇大概相當於500桶酒所含的乙醇量。

克羅伊茲掠日彗星得益於低溫環境,它較好地儲存了自己的原始環境。透過這顆彗星,科學家們才能一窺宇宙原始時期的面貌。

除了乙醇,洛夫喬伊彗星拋灑的液體中還包括乙醇醛(一種簡單的糖分)等21種不同的有機分子。在大概38億年前,有大批小行星和彗星撞擊了地球。在同一時期內,地球上開始出現海洋。

基於此,一些研究者認為,地球的生命並不是從零開始積累生命體的,這些高階、複雜的分子結構可能隨著彗星而來,促進地球上生命的進化。在克羅伊茲掠日彗星與其他彗星上發現的複雜有機分子,也支援了科學家們的這一假說。